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ALMA
Methanol in Staubscheibe um jungen Stern
von Stefan Deiters
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15. Juni 2016

Astronomen haben mithilfe des Radioteleskopverbunds ALMA Methylalkohol in der Staubscheibe um den jungen Stern TW Hydrae nachweisen können. In der Scheibe dürften gerade Planeten entstehen. Der Fund liefert den Wissenschaftlern neue Informationen über die chemischen Prozesse, zu denen es bei der Entstehung von Planetensystemen kommt.

TW Hydrae

Um den Stern TW Hydrae (künstlerische Darstellung) konnte jetzt das organische Molekül Methanol nachgewiesen werden. Bild: ESO/M. Kornmesser   [Großansicht]

Der junge Stern TW Hydrae ist etwas Besonderes: Es handelt sich um das uns am nächsten gelegene System, das über eine sogenannte protoplanetare Staubscheibe verfügt - also über eine Scheibe aus Gas und Staub um den jungen Stern, in der gerade Planeten entstehen dürften. TW Hydrae ist 170 Lichtjahre von der Erde entfernt. Auch unsere Sonne war einst von einer solchen Staubscheibe umgeben, so dass TW Hydrae einen Blick auf die Entstehungsprozesse unseres Planetensystems erlaubt.

Mithilfe des Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), eines Verbunds aus Radioteleskopen in der chilenischen Atacamawüste, haben nun Astronomen um Catherine Walsh von der Sternwarte im niederländischen Leiden die protoplanetare Scheibe um TW Hydrae genauer unter die Lupe genommen. Dabei stießen sie auf die Signatur von Methylalkohol, eine Verbindung, die auch als Methanol bekannt ist. Es ist das erste Mal, dass dieser Stoff in einer protoplanetaren Scheibe nachgewiesen werden konnte.

Methanol ist zudem eines der komplexesten Moleküle, das bislang in solchen Staubscheiben nachgewiesen werden konnte. Die Entdeckung bezeichnen die Astronomen als Meilenstein, um besser verstehen zu können, wie solche organischen Moleküle in gerade entstehende Planeten eingebaut werden. Methanol gilt zudem als Baustein für komplexere Moleküle, die dann direkt mit der Entstehung von Leben in Verbindung stehen, wie etwa Aminosäuren.

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"Die Entdeckung von Methanol in einer protoplanetaren Scheibe unterstreicht die besondere Bedeutung von ALMA bei der Untersuchung komplexer organischer Eisvorkommen in Staubscheiben", so Walsh. "Zum ersten Mal ist es uns nun möglich, zu dem Punkt zurückzublicken, an dem die chemische Komplexität während der Planetenentstehung um einen sonnenähnlichen Stern ihren Anfang nimmt."

Gasförmiges Methanol spielt in der Astrochemie eine besondere Rolle: Andere Verbindungen im All bilden sich allein durch chemische Reaktionen in der gasförmigen Phase oder durch eine Kombination aus Reaktionen zwischen gasförmigen und festen Stoffen. Methanol ist eine organische Verbindung, die ausschließlich durch Oberflächenreaktionen auf Staubkörnern in der festen Phase entsteht.

Mit ALMA gelang es zudem, die Verteilung des Methanols in der Scheibe um TW Hydrae zu kartieren. Es befindet sich offenbar hauptsächlich in einem ringförmigen Bereich sowie in unmittelbarer Nähe des Zentralsterns. Die Forscher folgern daraus, dass das Methanol auf Eiskörnern in der Staubscheibe entsteht und schließlich von diesen "verdampft". Diese Beobachtung liefert damit auch allgemeine Hinweise auf den Übergang von Methanol vom festen zum gasförmigen Zustand im All.

"Das Vorkommen von gasförmigem Methanol in der Staubscheibe ist ein eindeutiger Hinweis auf zahlreiche organische chemische Prozesse in einer frühen Phase der Stern- und Planetenentstehung", so Teammitglied Ryan A. Loomis vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. "Dieses Ergebnis ist wichtig für unser Verständnis, wie sich organische Materie in sehr jungen Planetensystems ansammelt."

Über ihre aktuellen Beobachtungen berichten die Astronomen in einem Fachartikel, der in der Zeitschrift Astrophysical Journal Letters erschienen ist.

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siehe auch
ALMA: Eine entstehende Erde um TW Hydrae? - 1. April 2016
Very Large Array: Planeten-Embryo um HL Tauri - 18. März 2016
ALMA: Details einer protoplanetaren Scheibe - 6. November 2014
Hubble: Ein entstehender Planet um TW Hydrae? - 14. Juni 2013
Herschel: Organische Moleküle im Orion-Nebel - 5. März 2010
Links im WWW
Fachartikel in Astrophysical Journal Letters
ESO
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